Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Анализ современного состояния вопроса ремонтной сварки металлических конструкций
1.1 Описание изделия и условия его работы 7
1.2 Сведения о материале изделия 10
1.3 Анализ содержания источников научно-технической информации по вопросу сварки металлических конструкций 14
1.4 Операции базовой технологии ремонтной сварки при устранении трещин в конструкции рамы 16
1.5 Формулировка задач выпускной квалификационной работы 18
2 Проектная технология ремонтной сварки
2.1 Обоснование выбора способа ремонтной сварки 20
2.2 Повышение эффективности ремонтной сварки 24
2.3 Описание операций проектного технологического процесса ремонтной сварки 27
2.4 Контроль качества 29
3 Безопасность и экологичность технического объекта
3.1 Технологическая характеристика объекта 31
3.2 Персональные риски, возникающие при реализации технологического процесса 33
3.3 Разработанные технические и организационные предложения по обеспечению пожарной безопасности на участке сварки 35
3.4 Оценка безопасности для природной среды предлагаемых технических решений 38
3.5 Заключение по разделу 39
4 Оценка экономической эффективности выпускной квалификационной работы
4.1 Исходные данные для выполнения расчетов 40
4.2 Расчёт фонда времени 43
4.3 Расчет нормы штучного времени на изменяющиеся операции технологического процесса 43
4.4 Расчет заводской себестоимости базового и проектного вариантов технологии 46
4.5 Калькуляция заводской себестоимости базовой и проектной технологии 50
4.6 Капитальные затраты по базовой и проектной технологиям 51
4.7 Показатели экономической эффективности проектной технологии 53
4.8 Заключение по экономическому разделу 54
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 56
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 57
В настоящее время в Российской Федерации и за рубежом находятся в эксплуатации инженерные сооружения и машины, уже исчерпавшие назначенный срок службы или имеющие срок службы, близкий к конечному. В своём большинстве эти конструкции имеют усталостные и хрупкие повреждения. Это делает небезопасной их дальнейшую эксплуатацию. Становится необходимым проведение мероприятий по восстановлению целостности таких конструкций.
На практике решение подобных проблем производится путём проведения ремонта с применением дуговой сварки или упрочняющей обработкой поврежденных элементов [1].
Для восстановления металлических конструкций получили широкое применение стандартные технологии сварки, ранее разработанные для выпуска новых изделий. Однако, эти технологии не позволяют принимать во внимание особенности, которые присущи ремонтным соединениям. К таким особенностям следует отнести высокий уровень остаточных напряжений, также технолог обладает ограниченными возможностями выбора способов удаления дефектов. При составлении технологии ремонтной сварки следует принимать во внимание, что разделка кромок и сварка оказывают существенное влияние на свойства сварных соединений [2-5]. В связи с этим актуальными являются исследования, направленные на совершенствование ремонтных технологий.
В литературе есть достаточно много информации о влиянии ремонтной сварки на циклическую прочность восстановленных соединений [6, 7].
Предлагается ряд мероприятий для повышения их выносливости [8-14]. Значительно меньше имеется данных о том, как и в какой степени ремонтная сварка оказывает влияние на структуру металла и хладостойкость восстановленных узлов. Так, в работе [15] отмечается, что в результате ремонта увеличивается зона с измельченным зерном, что, однако, не влияет на механические свойства сварных соединений. Исходя из данных работы [16] следует, что после многократных ремонтов ударная вязкость металла зоны термического влияния (ЗТВ) сварных соединений снижается на 15... 20 %.
В проектном варианте технологии ремонтной сварки предлагается использование современных достижений сварочной науки. В настоящее время большое внимание уделено механизированной сварке в углекислом газе. Однако разбрызгивание при сварке в углекислом газе представляет существенную проблему при производстве конкурентоспособной продукции с хорошим внешним видом.
Также серьёзной проблемой следует считать наличие связи между интенсивностью источника нагрева и увеличением давления на жидкий металл сварочной ванны. Если интенсивность нагрева низкая, то проплавление основного металла будет осуществляться за счёт теплопередачи через жидкий металл. В этом случае затруднено затекание расплавленного металла в щелевые зазоры, что, в конечном итоге, может существенно снизить качество сварки. При этом ещё и снижается производительность сварки. При повышении интенсивности источника нагрева начинают действовать силы электромагнитного происхождения, эти силы оказывают действие на расплавленный металл, вытесняя его из сварочной ванны. В свою очередь, это приводит к интенсивному разбрызгиванию и существенному снижению качества сварки, что не позволяет увеличить производительность сварки.
Таким образом, цель выпускной квалификационной работы - повышение производительности и качества ремонтной сварки металлических конструкций на примере рамы траншеекопателя.
В настоящей выпускной квалификационной работе была поставлена цель - повышение производительности и качества ремонтной сварки металлических конструкций на примере рамы траншеекопателя. Базовая технология ремонтной сварки предусматривает заварку трещины с использованием ручной дугой сварки.
Анализ источников научно-технической информации по вопросу ремонтной сварки металлических конструкций позволяет предположить, что устранение сформулированных недостатков возможно при применении импульсного управления сварочной дугой.
Сформулированы задачи, последовательное решение которых позволит достигнуть поставленной цели:
1) обоснование замены способа ручной дуговой сварки на более эффективный; 2) повышение эффективности выбранного способа сварки применительно к рассматриваемой детали; 3) составление проектной технологии ремонтной сварки с применением предложенных ранее технических решений; 4) оценка безопасности и экологичности предложенных технических решений; 5) оценка экономической эффективности предложенных технических решений.
В ходе выполнения экологического раздела выполнен анализ экологической безопасности предлагаемых в выпускной квалификационной работе технических решений и предложены меры по защите персонала от вредных и опасных факторов, которые возникают при реализации проектной технологии.
Анализ экономической эффективности предложенных решений позволил установить, что внедрение результатов выпускной квалификационной работы в производство позволит получить годовой экономический эффект в размере 5,09 млн. рублей.
